SU546357A1

SU546357A1 - Multisection rotary thin film machine

Info

Publication number: SU546357A1
Application number: SU2063270A
Authority: SU
Inventors: Сергей Сергеевич Гусаков; Геннадий Абович Эненштейн; Александр Владимирович Березовский; Евгений Васильевич Никоноров
Original assignee: Предприятие П/Я М-5885
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1974-09-30
Publication date: 1977-02-15

Description

1one

Изобретение относитс к конструкции пленочных аппаратов с лопатками, жестко укрепленными на роторе, предназначенных дл обработки неныотоповских жидкостей (высоков зких сред) в услови х высоких температур и высокого вакуума. Пленочные аппараты предназначены дл интенсификации процессов тепло- и массообмена. Врем пребывани в них исчисл етс секундами. Однако, если указанные процессы сопровождают химическую реакцию , и врем пребывани материала в аппарате должно быть увеличено, то этого можно достигнуть увеличением высоты аппарата при неизменной производительности.The invention relates to the construction of film apparatuses with blades rigidly fixed on the rotor, intended for the treatment of non-topotopic liquids (highly viscous media) under conditions of high temperatures and high vacuum. Film devices are designed to intensify the processes of heat and mass transfer. The residence time in them is in seconds. However, if these processes accompany a chemical reaction, and the residence time of the material in the apparatus must be increased, this can be achieved by increasing the height of the apparatus with constant performance.

Известен тонкопленочный роторный аппарат , где жидкость, проход через камеру разделени , стекает по стенкам корпуса и лопатки ротора создают тонкую пленку 1.A thin-film rotary apparatus is known, where the liquid, the passage through the separation chamber, flows along the walls of the housing and the blades of the rotor creates a thin film 1.

Однако этот аппарат имеет ограниченную длину аппарата, а с увеличением длины вала увеличиваетс несоосность его заплечиков (концов). Если же увеличивать жесткость вала за счет увеличени его диаметра, то это приводит к точности изготовлени вала и увеличению металлоемкости всей конструкции .However, this apparatus has a limited length of the apparatus, and with an increase in the length of the shaft, the misalignment of its shoulders (ends) increases. If, however, the rigidity of the shaft is increased by increasing its diameter, this leads to an accuracy in the manufacture of the shaft and an increase in the metal intensity of the whole structure.

В насто щее врем односекционные роторные пленочные аппараты больших длин примен ютс дл проведени процессов ректификации и дистилл ции легколетучих малов зких жидкостей, поскольку неравномерность толщины пленки не сказываетс на качестве получаемого продукта. Известен роторный пленочный многосекционный аппарат, корпус которого собираетс из секций, кажда из которых снабжена валом с индивидуальным роторным устройством 2.Currently, single-section rotary film machines of large lengths are used to carry out the processes of rectification and distillation of highly volatile low-viscosity liquids, since the unevenness of the film thickness does not affect the quality of the resulting product. A known rotary film multisection apparatus, the casing of which is assembled from sections, each of which is provided with a shaft with an individual rotary device 2.

Раздел юща способность в таком аппарате снижаетс с увеличением высоты. Слол ность эксплуатации обусловлена больщими термическими напр жени ми, привод щими к искривлению оси аппарата и по влению трещин .The separation capacity in such an apparatus decreases with increasing height. The inconsistency of operation is due to high thermal stresses resulting in a distortion of the axis of the apparatus and the appearance of cracks.

Известен многосекционный пленочный аппарат , служащий дл переработки высоков зких продуктов. Аппарат имеет жесткие радиальные лопатки, чередующиес с лопатками с транспортирующими элементами. Лопатки , закрепленные на валу, создают пленку. В нижней части аппарата установлено разгружающее устройство, вращающеес в сторону , противоположную вращению ротора от индивидуального нижнего привода с регулируемым числом оборотов.A multi-compartment film apparatus is known for processing high viscosity products. The device has rigid radial blades alternating with blades with conveying elements. Blades mounted on the shaft, create a film. An unloading device is installed in the lower part of the apparatus, rotating in the direction opposite to the rotation of the rotor from an individual lower drive with an adjustable number of revolutions.

Корпус аппарата состоит из нескольких секций, соединенных между собой фланцами, где герметизаци достигаетс соединени ми типа «шип-паз с прокладкой. Вал ротораThe housing of the apparatus consists of several sections interconnected by flanges, where sealing is achieved by means of tongue and groove connections with a gasket. Rotor shaft

выполнен целым на всю длину анпарата. Аппарат примен етс в производстве пластических масс дл демопомеризации и полной отгонки растворител от полимеров, а также в качестве полимеризатора и поликонденсатора 3.It is made whole for the whole length of the device. The apparatus is used in the manufacture of plastics for the demopomerization and complete distillation of the solvent from polymers, as well as as a polymerizer and polycondenser 3.

В этом аппарате собираемые секции не центрируютс жестко друг относительно друга , так как в соединении «шип-паз дл герметизации примен ютс м гкие прокладки, которые деформируютс в зависимости от силы зат жки болтов. Так как практически невозможно зат нуть болты с одинаковой силой, то создаетс перекос секций. А так как ротор выполнен целым на всю длину аппарата, то невозможно достигнуть одинакового зазора по всей длине между стенками секций корпуса и лопатками ротора.In this apparatus, the assembled sections are not centered rigidly relative to each other, since in the "tongue and groove" joint, soft gaskets are used, which are deformed depending on the tightening force of the bolts. Since it is almost impossible to tighten the bolts with the same force, the sections are skewed. And since the rotor is made whole over the entire length of the apparatus, it is impossible to achieve the same gap along the entire length between the walls of the housing sections and the rotor blades.

При высоких температурах возникают термические напр жени в корпусе и вале аппарата , привод щие к искривлению оси вала и аппарата, что не позвол ет создать одинаковый зазор но всей длине между стенками секций корпуса и лопатками ротора. Неравномерность зазора приводит к отрицательному влению - расширению спектра молекул рно-весового распределени готового продукта, так как материал находитс разное врем в неодинаковых по толш.ине сло х жидкости. Кроме того, неравномерность понижает веро тность полного смачивани внутренней новерхности секции в местах, где зазор уменьшаетс .At high temperatures, thermal stresses occur in the housing and the shaft of the apparatus, leading to a curvature of the shaft axis and the apparatus, which does not allow creating the same gap between the walls of the hull sections and the rotor blades. The unevenness of the gap leads to a negative phenomenon — an expansion of the spectrum of the molecular-weight distribution of the finished product, since the material is found at different times in different layers of liquid. In addition, the unevenness reduces the likelihood of the inner surface of the section being completely wetted in places where the gap is reduced.

Изготовленный аппарат имеет определенную длину, поэтому в процессе работы нельз изменить врем пребывани продукта, не измен производительности аппарата. Дл того чтобы оставить неизменной производительность аппарата, необходимо изменить его размеры - длину или диаметр, что требует значительных переделок в конструкции.The manufactured device has a certain length, so in the process of operation it is impossible to change the residence time of the product without changing the performance of the device. In order to leave the performance of the device unchanged, it is necessary to change its dimensions - the length or diameter, which requires significant modifications in the design.

Дл создани одинакового зазора между корпусом аппарата и элементами роторного устройства, формируюш,ими тонкий слой жидкости независимо от их длины, уменьшени чесоосности секций и регулировани времени пребывани жидкости в аппарате без изменени его производительности, обеспечени независимости центровки каждой секции и рогора в предлагаемом аппарате корпус собираетс из секций, кажда из которых снабжена отдельным валом с индивидуальным роторным устройством, передающим вращение друг другу от общего привода, между фланцами секций установлено кольцо пр моугольного сечени с соосно расположенным и соединенным с ним подшипником, а внутренн поверхность кольца выполнена заподлицо с внутренней поверхностью секций.To create the same gap between the apparatus case and the rotor device elements, they form a thin layer of liquid regardless of their length, reduce the section’s chesoosity and regulate the residence time of the fluid in the apparatus without changing its performance, ensuring the centering of each section and rotor in the proposed apparatus is assembled of the sections, each of which is provided with a separate shaft with an individual rotor device, transmitting rotation from each other from a common drive, between flanges The ring is fitted with a ring of rectangular cross section with a bearing coaxially located and connected to it, and the inner surface of the ring is made flush with the inner surface of the sections.

На фиг. 1 изображен общий вид аппарата; на фиг. 2 - секци аппарата.FIG. 1 shows a general view of the apparatus; in fig. 2 - apparatus section.

Аппарат состоит из сепаратора 1, секций 2, снабженных отдельным валом с индивидуальным ротором 3 и устройством дл выгрузки продукта 4.The apparatus consists of a separator 1, sections 2, equipped with a separate shaft with an individual rotor 3 and a device for unloading product 4.

Между фланцами секций установлено корректирующее кольцо 5 Пр моугольного сечени . Ротор передает вращение друг другу с помощью плавающей крестообразной муфтыA correction ring of 5 rectangular section is installed between the flanges of the sections. The rotor transmits rotation to each other using a floating cross coupling

6, вращающейс в подшипнике 7, и несут на себе элементы, формирующие тонкий слой жидкости, например лопатки 8.6, rotating in the bearing 7, and bearing the elements that form a thin layer of fluid, for example, the vanes 8.

Секции на своих концах имеют фланцы 9, которые ст гиваютс болтами 10 с гайкамиThe sections at their ends have flanges 9, which are fastened with bolts 10 with nuts

11. В парных фланцах и.меетс щип 12, вход щий в паз 13, в котором установлена прокладка 14.11. In the pair of flanges and. A pinch 12, which is included in the groove 13, in which the gasket 14 is installed.

Аппарат работает следующим образом. Жидкость (расплав полимера) подают в сепаратор 1, котора движетс вниз по внутренней поверхности секции 2 в виде тонкого сло , который формируетс благодар механическому воздействию на расплав элементов ротора , например лопаток 8. Готовый продуктThe device works as follows. Liquid (polymer melt) is fed to the separator 1, which moves down the inner surface of section 2 in the form of a thin layer, which is formed due to the mechanical effect on the melt of the rotor elements, such as blades 8. The finished product

выгру кают устройством 4 с индивидуальным приводом, не показанном на рисунке. Вращение валов индивидуальных роторов 3 каждой секции передаетс друг другу любым пригодным способом, например посредством плавающей крестообразной муфты 6, вращающейс в подшипнике 7, от общего привода, условно не показанного на рисунке. Герметизаци стыков секций аппарата осуществл етс благодар см тию прокладки 14 шипом 12 в пазу 13 при зат жке фланцев 9 болтами 10 и гайками И. Чтобы не разрушать слой жидкости , стекающей по стенке секции, внутренн поверхность кольца 5 выполнена заподлицо с внутренней поверхностью секции.Unlock unit 4 with an individual drive, not shown in the figure. The rotation of the shafts of the individual rotors 3 of each section is transmitted to each other in any suitable way, for example by means of a floating cross-shaped coupling 6, rotating in the bearing 7, from a common drive not conventionally shown in the figure. Sealing the joints of the sections of the apparatus is carried out by seeing the gasket 14 with spike 12 in the groove 13 when tightening the flanges 9 with bolts 10 and nuts I. In order not to destroy the fluid layer flowing down the section wall, the inner surface of the ring 5 is made flush with the inner surface of the section.

Одинаковый зазор по всей длине аппарата достигаетс благодар тому, что корпус аппарата собираетс из отдельных коротких секций с валом такой же длины, как секци , снабженным индивидуальным ротором, такThe same clearance along the entire length of the apparatus is achieved by the fact that the housing of the apparatus is assembled from separate short sections with a shaft of the same length as the section provided with an individual rotor,

как па короткой длине достигаетс более высока точность изготовлени внутреннего диаметра секции и можно точно выставить зазор между лопатками ротора и стенкой секции. Кроме того, вследствие малыхAs a short length is achieved, a higher accuracy is achieved in the manufacture of the internal diameter of the section, and the gap between the rotor blades and the wall of the section can be precisely set. In addition, due to the small

линейных размеров секции и ротора температурные деформации существенного вли ни на величину зазора не оказывают.the linear dimensions of the section and the rotor temperature deformations do not significantly affect the size of the gap.

Наличие кольца 5 преп тствует перекосу секций друг относительно друга при зат жкеThe presence of ring 5 prevents the sections from tilting relative to each other during tightening.

фланцев и возникновении термических напр жений в корпусе и вале ротора, так как фланцы секций скольз т в это.м случае вдоль наружной цилиндрической поверхности кольца, играющего роль корректирующего элемента.flanges and the occurrence of thermal stresses in the rotor housing and shaft, since the flanges of the sections slide in this case along the outer cylindrical surface of the ring, which plays the role of a corrective element.

Корректирующий элемент имеет размеры по наружному диаметру значительно меньшие, чем соединение «шип-паз и изготавливаетс поэтому более точно, так как чистова обработка наружных диаметров всех элементовThe correction element has a size that is outer diameter that is considerably smaller than the spike-groove joint and is therefore more accurate, since the finishing of the outer diameters of all the elements

производитс совместно в сборе. Такое выполнение сушественно улучшает центровку секций относнтельно друг друга.produced together assembly. This embodiment significantly improves the alignment of the sections relative to each other.

Однако, если кака -либо секци все же имеет эксцентриситет, то измерив его, выполн ют корректирующнй элемент с обратнымHowever, if any section still has eccentricity, then by measuring it, a correction element with a reverse

эксцентриситетом и при сборке секций в корпус он корректирует, т. е. исправл ет имеющийс дефект такой секции и дает возможность выдержать соосность всего аппарата в целом.it corrects the eccentricity and when assembling the sections into the housing, i.e., corrects the existing defect of such section and makes it possible to maintain the alignment of the entire apparatus as a whole.

Установка между фланцами корректирующих элементов, обеспечивающих соосность секций аппарата и возможность сборки носледнего из секций с отдельными валамн, на которых имеютс индивидуальные роторы, позвол ет наращивать нли уменьщать длину апнарата , измен тем самым врем нребывани продукта в нем без изменени производительности или переделки аппарата.The installation between the flanges of the corrective elements, which ensure the coaxiality of the sections of the apparatus and the possibility of assembling the lowermost of the sections with separate valans, on which there are individual rotors, allows increasing the length of the apnarator, thereby changing the time the product does not stay in it without changing the performance or modifying the apparatus.

Claims

1. Patent Franzni number 2045986, In the Old 1/00, 1969

2. The patent of Germany No. 1209549, 12a. 5, 1966

3. The patent of Switzerland No. 523087, In Olj 1/00, 1967 (prototype).